Lei de Boyle Mariote

Páginas: 6 (1403 palavras) Publicado: 23 de outubro de 2013
Introdução Teórica
A lei de Boyle – Mariotte diz que:
“Sob temperatura constante T, o volume v ocupado por certa massa de gás é inversamente proporcional à pressão P à qual o gás esta submetido:
Matematicamente:


Esta equação é rigorosa para os gases ideais e o objetivo principal deste experimento é verificar o quão rigoroso ela é para o ar.
Pela lei de Boyle – Mariotte temos:Neste experimento a pressão total P é a adição algébrica da pressão atmosférica (1atm) mais uma sobrepressão manométrica p, provocada pela compressão produzida ao girar o manípulo empurrando o êmbolo.

Sendo o volume inicial do gás, ao girar o manípulo um certo número de voltas tendo um novo volume V dado por:

E, portanto o volume inicial (combinando as equações 2,3,4):

Descoberta:
Nasegunda metade do século XVII, o físico irlandês Robert Boyle e o físico francês Edmé Mariotte estudaram separada e independentemente, o comportamento de diversas amostras gasosas, mantendo constante a temperatura durante os ensaios. Desconhecendo os trabalhos de um e de outro esta lei foi descoberta por Boyle em 1662 e por Mariotte em 1676. Nas suas experiências Boyle usou um tubo de vidro em formade U, fechado numa das extremidades. Encerrou uma amostra de ar no ramo fechado e mediu o seu volume a pressão atmosférica, tendo verificado que o mercúrio, nessas condições, estacionava ao mesmo nível nos dois ramos. Introduzindo o mercúrio no ramo aberto a amostra é comprimida diminuindo seu volume.
Boyle verificou que mantendo constante a temperatura, o aumento de pressão é acompanhado por umadiminuição do volume na amostra. Verificou ainda que as variações de pressão e volume apresentadas são tais que o produto da pressão pelo volume se mantém constante, isto é, pressão e volume são grandezas inversamente proporcionais. Esta relação é valida somente para gases ideais.
A relação de proporcionalidade inversa é conhecida como a lei de Boyle -Mariottee pode ser enunciada da seguinte forma: mantendo constante a temperatura, o volume de uma dada amostra de gás varia na razão inversa da sua pressão.


Figura : Exemplo de aplicação de lei de Boyle – Mariotte.



Objetivos da Experiência:
Estudar o comportamento do volume de um gás em função da pressão em uma transformação isotérmica. Encontrar o volume do sistema, determinar o valor de K para o ar. Verificar a validade da lei deBoyle – Mariotte para o ar.

Material Utilizado:
Conjunto Emilia com manômetro e seringa.

Procedimento Experimental:
1- Com a válvula aberta puxe o embolo da seringa até que um determinado volume de ar esteja confinado na mesma.
2- Feche a válvula.
3- Gire o parafuso de manipulação (manipulo), baixando o embolo da seringa até que a pressão medida no manômetro seja de 0,3 Kgf/cm².
4-Anote o volume correspondente à pressão acima.
5- Espere 60 segundos para ver se há redução na pressão, o que indicaria vazamento. Se houverem vazamentos chame o professor e/ou estagiário.
6- Gire o manípulo 1 volta e preencha a tabela a seguir com o valor da pressão manométrica e total. A cada volta do manípulo ocorrerá uma variação de 0,45ml no volume de gás aprisionado.
7- Com a tabelapreenchida e usando a equação 5 determine o valor inicial.
8- Repita o procedimento mais duas vezes.
9- Construa um gráfico de P(V).
10- Com os dados medidos complete a ultima coluna da tabela I.
11- Construa um gráfico de P(1/V).
12- No gráfico de P(1/V) criado comente os valores do coeficiente angular e linear da reta. O que eles indicam?
13- Comente o intervalo de validade de lei de Boyle para osgases ideais. Ela é valida para o ar?

Resultados obtidos:
Pressão inicial

Volume inicial – 1°vol.

Tabela I: Dados medidos diretamente do experimento
N° de voltas
Volume V(ml)
Pressão manométrica (kgf/cm²)
1° teste
Pressão manométrica (kgf/cm²)
2° teste
Pressão manométrica (kgf/cm²)
3° teste
Pressão manométrica (kgf/cm²) Média
0
23,69
0,3
0,3
0,3
0,3
1
23,24...
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